ES2888900A1

ES2888900A1 - Digestor, planta y procedimiento de producción de biogás

Info

Publication number: ES2888900A1
Application number: ES202030660A
Authority: ES
Inventors: Vernia Jose Ignacio Sanchiz; Becquet Leticia Sanchiz
Original assignee: Division De Inversiones Agricolas Y Ganaderas Sl; Div De Inversiones Agricolas Y Ganaderas Sl
Current assignee: Division De Inversiones Agricolas Y Ganaderas Sl; Div De Inversiones Agricolas Y Ganaderas Sl
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2022-01-10
Anticipated expiration: 2040-06-30
Also published as: ES2888900B2

Abstract

Digestor de purines formado por un recipiente anaeróbico conectado a un depósito del biogás generado y calentado por una fuente de calor externa. El digestor (1) comprende una toma de digerido configurada para conectarse al intercambiador de calor (8) y un retorno de digerido por medio de unas boquillas difusoras (9) en el fondo del recipiente. Además, la planta y el procedimiento de generación de biogás comprenden una conexión anaeróbica entre la explotación (6) productora de purines y el digestor (1), sin almacenamiento aeróbico intermedio.

Description

DESCRIPCIÓN

Digestor, planta y procedimiento de producción de biogás

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se refiere a un procedimiento de producción de biogás a partir de los residuos de granjas porcinas, en especial el purín de cebo, cuestión que hasta fecha de hoy, no se había podido constatar por ninguna otra digestión anaerobia. Igualmente se refiere a la planta de producción que aplica el procedimiento y al digestor que forma parte esencial de la planta.

Es de aplicación en la ganadería, la producción de energía y la protección del medio ambiente.

ESTADO DE LA TÉCNICA

En la última década los países desarrollados han cambiado el sistema de producción ganadera pasando de pequeñas empresas familiares poco intensificadas a una producción intensiva y muy concentrada en determinadas áreas.

Como consecuencia directa de este cambio, la producción de residuos ganaderos ha llegado a tal punto que la tierra no tiene suficiente capacidad para absorberlos de forma natural. Este hecho, se agrava además con el incremento en el uso de productos zoosanitarios, derivados tanto de la mayor agrupación de animales como de la mejora en los requisitos y controles sanitarios de estos animales antes de su llegada al consumidor.

Por otro lado, los residuos orgánicos producidos en este tipo de explotaciones pueden ser dedicados a la producción de combustibles para la generación de electricidad u otros usos. Uno de los procedimientos conocidos es la digestión en cámaras anaeróbicas para la producción de biogás. Es un método de reciclaje de residuos orgánicos biodegradables y, cuando se aprovecha como combustible, un importante consumidor de gases de efecto invernadero al retirar el metano (gas con un efecto invernadero (GEI) 21 veces superior al CO2) de la atmósfera. El residuo final, además, es muy beneficioso como abono.

Los residuos orgánicos de una explotación porcina comprenden las deyecciones y orines de los cerdos (purín), el material de la cama y residuos orgánicos debidos a muertes de animales y, en su caso, residuos del matadero.

Sin embargo, el procedimiento de digestión actual comprende dos grandes problemas:

Por un lado, la cantidad de agua utilizada es elevada, puesto que además de usarse para arrastrar los purines se utiliza en todo el sistema de calefacción del digestor.

Además, el procedimiento de digestión se realiza directamente, sin pasar por una etapa intermedia de decantación y evaporación en una balsa en condiciones aeróbicas. Esto impide el escape de metano, con fuerte efecto invernadero, y otras desventajas relevantes. En consecuencia, se logra evitar al máximo las emisiones de GEI, a la atmosfera y llegar al 90% de reducción en emisiones.

El solicitante no conoce ningún procedimiento equivalente a la invención, que logre aprovechar los purines de cebo para la producción de biogás.

BREVE EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención consiste en un digestor, una planta y un procedimiento según las reivindicaciones. Las realizaciones particulares, cubiertas en las reivindicaciones dependientes ofrecen mejoras adicionales.

La invención parte de un proceso de digestión anaerobia en un digestor mejorado, novedoso y especialmente idóneo. En sus realizaciones más desarrolladas permite reducir la emisión de gases de efecto invernadero y mejorar la recuperación o aprovechamiento energético del residuo orgánico, mejorando la técnica anterior.

Para ello, el purín se introduce anaeróbicamente de la explotación o granja al digestor, sin almacenamiento o acumulación aeróbica intermedia. En consecuencia, se logra aprovechar toda la carga orgánica para la generación del biogás. Esta digestión permite obtener:

- La mineralización del nitrógeno (hasta el 71%).

- Estabilizad el residuo del digestato, que puede ser directamente vertido en los campos como fertilizante.

- Reducir los problemas de olores.

- Realizar la digestión en mesofilia, reduciendo los patógenos.

- Y por supuesto, el biogás que puede ser valorizado para producir electricidad en la explotación, o para su comercialización.

El digestor es mesofílico, por lo que debe mantenerse a una temperatura aproximada de 20-45 °C, generalmente unos 34 °C. Para ello, incorpora un sistema de recirculación de digerido por un intercambiador de calor, cuyo fluido de trabajo se calienta por cualquier forma apropiada. Normalmente se aprovechará el propio biogás en una caldera de metano. El digerido es reintroducido en el recipiente del digestor por el fondo, usando boquillas difusoras que eliminan la necesidad de utilizar agitadores.

Así, el digestor de purines de cebo está formado por un recipiente anaeróbico conectado a un depósito del biogás generado. Por ejemplo, una doble membrana superior. El digestor puede ser calentado por una caldera alimentada por el metano que se genera en la digestión anaeróbica de los purines. Para ello comprende una toma de digerido configurada para conectarse al intercambiador de calor y un retorno de digerido por medio de unas boquillas difusoras en el fondo del recipiente. El digerido normalmente pasará por el interior del serpentín del intercambiador para asegurar el calentamiento homogéneo del digerido.

La planta de generación de biogás a partir de purines de una explotación porcina comprende un digestor anaeróbico como el definido en el párrafo anterior. Además, puede comprender una conexión directa, anaeróbica, entre la explotación productora de purines y el digestor.

Además, el procedimiento de generación de biogás de la invención comprende la digestión anaeróbica de los purines en el digestor citado, con el recorrido indicado para el digerido y los purines.

En otros puntos de la memoria se describen más variantes.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para una mejor comprensión de la invención, se incluyen las siguientes figuras.

Figura 1: representa un esquema de una realización del procedimiento.

Figura 2: vista de un ejemplo de digestor.

Figura 3: detalle de un ejemplo de boquilla difusora.

MODOS DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

A continuación se pasa a describir de manera breve un modo de realización de la invención, como ejemplo ilustrativo y no limitativo de ésta.

En la figura 1 se muestra un ejemplo de realización del procedimiento de generación de biogás. La etapa principal es la digestión anaerobia en un digestor (1), que comprende un depósito (2) o gasómetro de acumulación de doble membrana. El digestor (1) comprende una salida (3) del material digerido hacia un almacén (4) de donde puede ser distribuido como abono.

El gas producido en el digestor (1) es aprovechado como biogás, ya sea en una unidad de cogeneración (5) interna o tras ser transportado a una instalación externa. En su caso se deshumidificará, por ejemplo enfriándolo a 10 °C y retirando la condensación.

El digestor (1) es alimentado anaeróbicamente con los purines producidos en la explotación (6), sin almacenamiento aeróbico intermedio. Por lo tanto, el aprovechamiento del purín es optimizado y se reduce la emisión de gases de efecto invernadero, entre otras ventajas.

El digestor (1) debe mantenerse a una temperatura óptima, de unos 34°C de media. A diferencia de la técnica anterior, el calentamiento se produce mediante la aspiración del digerido mediante un aspirador y una bomba (7), por ejemplo centrífuga. El digerido es enviado a un intercambiador de calor (8), que tiene un fluido de trabajo como puede ser vapor generado en la cogeneración (5) o en un procedimiento individual. El fluido de trabajo sube la temperatura del digerido que es devuelto al digestor (1), mediante unas boquillas difusoras (9) como las mostradas en la figura 3. Estas boquillas difusoras (9) están instaladas en el fondo del digestor (1) (figura 2), e impulsan el digerido caliente para generar corrientes en el digerido que mezclan éste. De esta forma, es posible eliminar los agitadores del digerido, simplificando éste. El digerido se toma por una boquilla de aspiración (10), y una vez terminado el proceso es extraído por una salida de digestato (11).

Preferiblemente, el digerido recorre el interior del serpentín del intercambiador de calor (8).

La planta de generación de biogás posee este digestor (1) y por otro lado una comunicación directa, sin almacenamiento intermedio aeróbico, de los purines de la explotación (6) al digestor (1).

En la figura 3 se aprecia un ejemplo de boquilla (9), que comprende un soporte (91), fijado al fondo del recipiente, y una toma (92) fijada a la pared. El digerido sale por las bocas (93) que tienen un estrangulamiento para producir una aceleración del digerido. En la figura se han representado dos bocas (93), pero el número puede ser diferente, según el uso y la posición de la boquilla (9).

Claims

REIVINDICACIONES

1- Digestor de purines de cebo, formado por un recipiente anaeróbico conectado a un depósito del biogás generado y calentado por una fuente de calor externa, caracterizado por que comprende una toma de digerido configurada para conectarse al intercambiador de calor (8) y un retorno de digerido por medio de unas boquillas difusoras (9) en el fondo del recipiente.

2- Planta de generación de biogás a partir de purines de una explotación (6) porcina, que comprende un digestor (1) anaeróbico, caracterizada por que el digestor (1) es de acuerdo con la reivindicación 1.

3- Planta de generación de biogás, según la reivindicación 2, caracterizada por que comprende una conexión anaeróbica entre la explotación (6) productora de purines y el digestor (1).

4- Planta de generación de biogás, según la reivindicación 2, caracterizada por que está configurada para que el digerido recorra el serpentín interior de un intercambiador de calor (8).

5- Procedimiento de generación de biogás, caracterizado por que comprende la digestión anaeróbica de los purines en el digestor (1) de la reivindicación 1, donde el digerido es circulado por un intercambiador de calor (8) y derivado a unas boquillas difusoras (9) en el fondo del recipiente del digestor (1).

6- Procedimiento de generación de biogás, según la reivindicación 5, caracterizado por que comprende una etapa con el envío anaeróbico de los purines generados en la explotación al digestor (1).